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IMPORTANCIA DEL USO DE HERRAMIENTAS ESTADISTICAS BÁSICAS PARA LA MEJORA DE LA CALIDAD DEL INSTITUTO TECNOLOGICO DE SOLEDAD ATLANTICO EN 2011

SERGIO ERNESTO GUTIERREZ DIFILIPPO

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SOLEDAD ATLÁNTICO ITSA ESCUELA DE PROCESOS INDUSTRIALES PROGRAMA DE PROCESOS INDUSTRIALES BARRANQUILLA 2011

IMPORTANCIA DEL USO DE HERRAMIENTAS ESTADISTICAS BÁSICAS PARA LA MEJORA DE LA CALIDAD DEL INSTITUTO TECNOLOGICO DE SOLEDAD ATLANTICO EN 2011

SERGIO ERNESTO GUTIERREZ DIFILIPPO

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SOLEDAD ATLÁNTICO ITSA ESCUELA DE PROCESOS INDUSTRIALES PROGRAMA DE PROCESOS INDUSTRIALES BARRANQUILLA 2011

IMPORTANCIA DEL USO DE HERRAMIENTAS ESTADISTICAS BÁSICAS PARA LA MEJORA DE LA CALIDAD DEL INSTITUTO TECNOLOGICO DE SOLEDAD ATLANTICO EN 2011

SERGIO ERNESTO GUTIERREZ DIFILIPPO Trabajo como nota formativa en Medición y Registro de Parámetros de Calidad Docente: Elizabeth Díaz Eslait

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SOLEDAD ATLÁNTICO ITSA ESCUELA DE PROCESOS INDUSTRIALES PROGRAMA DE PROCESOS INDUSTRIALES BARRANQUILLA 2011

Pagina de Aceptación ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________

______________________ F de P de Jurado ______________________ F de Jurado ______________________ F de Jurado

Barranquilla, 24-10-2011

A: La profesora Elizabeth Díaz con mi mayor gratificación y aprecio hacia ella, por ser una buena docente, en mis momentos de desconocimiento.

AGRADECIMIENTOS

EL AUTOR AGRADECE:

CONSUEGRA Salomón Especialista en Educación, Coordinador del Programa de Electromecánica y de la Escuela de Procesos Industriales del Instituto Tecnológico de Soledad Atlántico.

Contenido INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................2 1.

¿QUÉ SON LAS GRÁFICAS DE CONTROL? .....................................................................3 1.1

DEFINICION ......................................................................................................................3

1.2

CARACTERISTICAS DE LAS GRÁFICAS DE CONTROL ........................................4

1.2.1

Comunicación ............................................................................................................4

1.2.2

Impacto Visual ...........................................................................................................4

1.2.3

Sencillez. ....................................................................................................................4

1.2.4

Aplicabilidad ...............................................................................................................4

1.3

CLASES DE GRÁFICAS DE CONTROL ......................................................................4 - R).......................................................................4

1.3.1

Las gráficas Media-Rango (

1.3.2

La Gráfica x ................................................................................................................4

1.3.3

La Gráfica p ................................................................................................................5

1.3.4

La Gráfica pn..............................................................................................................5

1.3.5

La Gráfica c ................................................................................................................5

1.3.6

La Gráfica u ................................................................................................................5

1.4

TIPOS DE CAUSAS EN UN CONTROL DE CALIDAD ..............................................6

1.4.1

Causas al azar o comunes ......................................................................................6

1.4.2

Causas asignables o específicas ...........................................................................6

1.5

COMO SE ELABORAN LAS GRÁFICAS DE CONTROL ..........................................6

1.5.1

Paso 1 .........................................................................................................................6

1.5.2

Paso 2 .........................................................................................................................7

1.5.3

Paso 3 .........................................................................................................................7

1.5.4

Paso 4 .........................................................................................................................7

1.5.5

Paso 5 .........................................................................................................................7

1.5.6

Paso 6 .........................................................................................................................7

1.5.7

Paso 7 .........................................................................................................................2

1.5.8

Paso 8 .........................................................................................................................2

1.5.9

Paso 9 .........................................................................................................................2

1.6

COMO LEER LAS GRÁFICAS DE CONTROL ............................................................2

1.6.1

Objetivo controlar y decidir la aceptabilidad..........................................................2

1.6.2

Objetivo mejorar los procesos .................................................................................3

1.7 2

ANÁLISIS DE PROCESOS USANDO GRÁFICAS DE CONTROL ..........................5

CONCLUSIONES......................................................................................................................6

INTRODUCCIÓN En el siguiente trabajo se busca plantear todo lo relativo a las Gráficas de Control, y a su vez las diferentes características y tipos que posean las mismas. Dentro de todos esos parámetros se quiere evaluar la gran variedad de recursos utilizados y requeridos para que una Gráfica de control tenga un valor preciso ante lo que se busca evaluar y para tenga consistencia ante los diferentes ideales que se vean involucrados.

1. ¿QUÉ SON LAS GRÁFICAS DE CONTROL? Es importante tener en cuenta, antes que todo, que el Control Estadístico de Procesos, que según establecen Prat, Tort-Martorell y Grima Cintas (2000) tiene al menos tres objetivos básicos: el minimizar la producción defectuosa, mantener la mejora continua del proceso y comparar la producción respecto de las especificaciones; se basa en establecer gráficos que funcionan como sistemas de observación permanente de los procesos.

1.1 DEFINICION Las gráficas de control, pueden llegar a tener muchas definiciones, según la persona que la planteó ó simplemente por el campo que se esté estudiando. Sin embargo las Gráficas de control en consecuencia, a pesar de todo, siempre conllevan a resultados similares. Alguna de las definiciones con las que se les puede definir son: Los Gráficos de Control son representaciones gráficas de los valores resultantes de un proceso, que permiten identificar la aparición de causas especiales en el mismo.1 Según Walter A. Shewhart (1920), son representaciones gráficas de una característica de calidad, medida o calculada a partir de una muestra, en función del número de la muestra o del tiempo.2 Y la definición que da Histoshi Kume según las especificaciones de Shewhart, es que se realiza con el fin de eliminar una variación anormal, distinguiendo las variaciones debidas a causas asignables de aquellas a causas al azar.3

1

http://www.fundibeq.org/opencms/export/sites/default/PWF/downloads/gallery/methodology/tools/graficos_de_ control_por_atributos.pdf 2

http://merkado.unex.es/calidad/presentaciones/Capitulo5.pdf

3

Kume, Histoshi, Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad, (1985).

1.2 CARACTERISTICAS DE LAS GRÁFICAS DE CONTROL A continuación se comentan una serie de características que ayudan a comprender la naturaleza de la herramienta. 1.2.1 Comunicación: Simplifican el análisis de situaciones numéricas complejas.4 1.2.2 Impacto Visual: Muestran de forma clara y de un "vistazo" la variabilidad del resultado de un proceso, respecto a una determinada característica, con el tiempo.5 1.2.3 Sencillez: La naturaleza de los datos necesitados permite recogerlos y tratarlos de forma simple y rápida.6 1.2.4 Aplicabilidad: Los Gráficos de Control por Atributos se pueden utilizar para cualquier tipo de proceso, producto o servicio y característica de los mismos, sea esa medible o no.7

1.3 CLASES DE GRÁFICAS DE CONTROL Existen varios tipos de graficas de control, pero se realizan dependiendo del tipo de variable que se tome para realizar el estudio, ya sea un valor constante o no lo sea. Existen gráficas de Control para Variables continuas (Gráficas de Media y MediaRango) y para Atributos (p, pn, c y u). Algunas gráficas de control son: 1.3.1

Las gráficas Media-Rango (

- R)

Se utilizan cuando la característica de calidad que se desea controlar es una variable continua. Se requieren Numero de muestras de tamaño subgrupo (n). 8 La representa un valor promedio de un subgrupo y R representa el rango del subgrupo.9 1.3.2

La Gráfica x

Se usa cuando los datos de un determinado proceso se registran durante intervalos largos o los subgrupos de datos no son efectivos, se grafica cada dato individualmente y esa gráfica puede usarse como gráfica de control sencilla. 4

http://www.fundibeq.org/opencms/export/sites/default/PWF/downloads/gallery/methodology/tools/graficos_de_ control_por_atributos.pdf 5

Ibíd. Ibíd. 7 Ibíd. 8 QUINTERO, María Alejandra (2005), Dirección de Operaciones, EDITORIAL Nueva Vida. 9 Kume, Histoshi (1985), Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad. 6

Debido a que no hay subgrupo y el valor R no puede calcularse, se usa el rango móvil Rs de datos sucesivos para el cálculo de los límites de control de x.10 1.3.3 La Gráfica p En esta Grafica se presenta la proporción o fracciones de productos defectuosos que hay en un determinado proceso11. Para ser más exactos, es la fracción de los defectos que se muestra en el determinador proceso12. Se usa para estudiar la variación de la proporción de artículos defectuosos.13

Donde n es el tamaño de la muestra 1.3.4 La Gráfica pn Es la gráfica del número de artículos defectuosos14. Esta gráfica se usa para mostrar el número exacto de unidades defectuosas que se seleccionan de un determinado proceso15, es por eso, que se le conoce como una gráfica de control de Atributos.16 También se usa para controlar el número de defectuosos en una muestra, es decir, sus Límites de control. 1.3.5 La Gráfica c Se basa en el número de defectos cuando estos son constantes, por ejemplo, número de defectos por pieza de madera (manchas, grietas, torceduras, ralladuras). Se inspecciona una pieza y se cuenta cuantos defectos tiene, hasta tener el total. 17 1.3.6 La Gráfica u La Gráfica se basa en el número de defectos cuando estos no son constantes durante todo el proceso18. También se define, que es la que representa un determinado procesos cuando las dimensiones que maneja son variables las unas con las otras19.

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ibíd. VIESCA GONZÁLEZ, Carlos Javier, Control Estadístico de la Calidad, 1. Ed., EDITORIAL Valderrama. Kume, Histoshi (1985), Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad. QUINTERO, María Alejandra (2005), Dirección de Operaciones, EDITORIAL Nueva Vida.

VIESCA GONZÁLEZ, Carlos Javier, Control Estadístico de la Calidad, 1. Ed., EDITORIAL Valderrama. Kume, Histoshi (1985), Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad.

VIESCA GONZÁLEZ, Carlos Javier, Control Estadístico de la Calidad, 1. Ed., EDITORIAL Valderrama. QUINTERO, María Alejandra (2005), Dirección de Operaciones, EDITORIAL Nueva Vida.

Prat Bartés, A., Martorell Llabrés, X., Grima Cintas, P. Pozueta Fernández, L. (2000). “Métodos Estadísticos. Control y Mejora de la Calidad”. Alfaomega. Edicions UPC. Universitat Politècnica de Catalunya. Barcelona. España. 19

Kume, Histoshi (1985), Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad.

1.4 TIPOS DE CAUSAS EN UN CONTROL DE CALIDAD 1.4.1 Causas al azar o comunes Son inherentes al sistema de producción y no se pueden reducir ni limitar sin modificar el sistema en sí. Como ejemplos de causas aleatorias se tienen las pequeñas variaciones de reacción, en la calidad de las materias primas, entre otras20. 1.4.2 Causas asignables o específicas Estas pueden ser identificadas y, por lo general resulta económica descubrirlas y eliminarlas. Surgen con motivo de una variación repentina o anormal de las propiedades de las materias primas o de las condiciones de reacción, o como consecuencia de defectos mecánicos. Cuando operan causas asignables, la característica de la variabilidad tiene un comportamiento errático21.

1.5 COMO SE ELABORAN LAS GRÁFICAS DE CONTROL Para elaborar una Grafica de Control se debe seguir una serie de pasos para lograr una correcta representación de los datos. Sin embargo, se debe tener en cuenta que cada tipo de Gráfica de Control tiene una forma de representar su información, aunque generalmente los pasos primarios puede que sean semejantes, como lo son hallar la media, el rango, los Límites de Control. Algunas Gráficas son las siguientes: En este caso para hallar una Gráfica de Control Media-Rango ( seguir los siguientes pasos:

- R) se deben

1.5.1 Paso 1 Recoger los datos (es más recomendable hacerlo con aprox. 100 datos). Luego, se deben registrar los datos en una hoja donde se puedan escribir, preferiblemente, en el orden en el cual se obtuvieron. Después, se dividen los datos en grupos de 20 ó 25, tal forma que se presenten en subgrupos de 5 o 6 cantidades de datos22. Ejemplo: si tengo 100 datos, los puedo dividir en 5 grupos y cada uno de 20 datos, o puedo dividirlo en 20 grupos de 5 cada uno, eso es relativo a la comodidad que cada analista le ponga a su trabajo.

20

Prat Bartés, A., Martorell Llabrés, X., Grima Cintas, P. Pozueta Fernández, L. (2000). “Métodos Estadísticos. Control y Mejora de la Calidad”. Alfaomega. Edicions UPC. Universitat Politècnica de Catalunya. Barcelona. España. 21 22

Ibíd. Kume, Histoshi (1985), Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad.

1.5.2 Paso 2 Se debe calcular la media ( fórmula:

) de cada subgrupo, basándose en la siguiente

Donde: las X son cada uno de los términos del subgrupo y n es el número de datos que hay en el subgrupo. 23 1.5.3 Paso 3 Se debe hallar la media de las medias ( de cada dato del subgrupo.

), y eso se realiza sumando las medias

Donde: se suman las medias de cada subgrupo y se dividen entre el total de datos del grupo.24 1.5.4 Paso 4 Se calcula el rango de cada subgrupo25, y eso se logra mediante la siguiente fórmula:

1.5.5 Paso 5 Se calcula el rango promedio o el rango medio de cada subgrupo26. Se usa la fórmula que dice que:

1.5.6 Paso 6 Calcular los respectivos Límites de Control, tanto superior, inferior y central (la media) para las respectivas gráficas, por ejemplo, la Gráfica de Media-Rango27.

23

Ibíd. Ibíd. 25 Ibíd. 26 Ibíd. 27 Ibíd. 24

Gráfica R

Gráfica

Límite Central:

Límite Central:

Límite de Control Superior:

Límite de Control Inferior:

Límite de Control Superior:

Límite de Control Inferior:

Las constantes y las demás incógnitas semejantes son constantes, y ellas se encuentran dependiendo del número de datos que haya en cada subgrupo. En la siguiente tabla se muestran esas constantes con sus respectivos valores para las Gráficas de Media-Rango28. Tamaño del subgrupo n 2 3 4 5 6

28

Ibíd.

Gráfica 1,880 1,023 0,729 0,577 0,483

Gráfica R 3,267 2,575 2,282 2,115 2,004

1,128 1,693 2,059 2,326 2,534

1.5.7 Paso 7 Trazar los respectivos límites en el gráfico. Es preferible que si se está realizando manualmente este gráfico, se tome una hoja cuadriculada en donde, dependiendo del tipo de gráfico vamos a identificar los ejes horizontal y vertical. El eje vertical representa, ya de la X ó del Rango; y en el horizontal los respectivos subgrupos. Después se marca con una línea intermitente los respectivos límites29. 1.5.8 Paso 8 Se registran los valores de la Media y del Rango de cada subgrupo sobre la misma línea vertical y a su vez se marcan con su respectivo subgrupo asignado en el eje horizontal. Después se marcan los puntos para así, poder identificar los puntos que se encuentran fuera de control30. 1.5.9 Paso 9 Se escribe el tamaño del subgrupo en el extremo superior izquierdo de la gráfica. También, se incluye toda la información y aspectos importantes del proceso como tal, del Analista, el producto, las condiciones, el nombre del proceso, entre otros31.

1.6 COMO LEER LAS GRÁFICAS DE CONTROL Existen numerosas normas y criterios diferentes que permiten la interpretación de la información que aportan los gráficos de control. En general, se dice que un proceso está bajo control cuando todos los puntos del gráfico se encuentran dentro de los límites. Además se debe verificar que estén agrupados de una forma homogénea, es decir, que no describan tramos o tendencias particulares, lo que indicaría que existe alguna variación importante32. Existen diferentes reglas de interpretación de algunos de los gráficos de control, alguna de la cuales vemos a continuación: 1.6.1 Objetivo controlar y decidir la aceptabilidad Cuando el objetivo es eliminar las causas especiales se deberá procurar que todas las observaciones queden dentro de los límites de control. Si además se desea controlar que la variabilidad sea la correcta y dentro de los límites de tolerancia, es 29

Ibíd. Ibíd. 31 Ibíd. 32 http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/sistemas/5_anio/sistemas_gestion2/programa_contenidos/pro grama_contenidos2005/unidad1/Apunte%20generalidades%20de%20Calidad%20%20generalidades_calidad.pdf 30

decir, se quieren controlar además las causas aleatorias, se deberá determinar la capacidad y procurar que sea menor de uno33. 1.6.2 Objetivo mejorar los procesos

El hecho de que todas las observaciones queden dentro de los límites de control no es una garantía de que el proceso sólo esté sometido a causas aleatorias de variabilidad. Esto es debido a que la distribución puede presentar anomalías sin salirse de los límites de control. Sin embargo, la información que nos puede proporcionar este comportamiento “anómalo” puede ser muy valiosa de cara a mejorar la calidad en el futuro. Una forma de interpretar y dar sentido a esta información es a través de comparar los gráficos con patrones de variabilidad concretos34. Esto nos quiere decir que “La confirmación sobre si el sistema se encuentra bajo control estadístico se obtiene por lo tanto, mediante la observación visual del gráfico de control: si los puntos representados en el gráfico se encuentran distribuidos de una forma aproximadamente aleatoria, se dice que el sistema se encuentra bajo control estadístico35. Por ejemplo, en los gráficos de promedios o valores individuales, la probabilidad de que un punto caiga fuera de los límites de aviso es aproximadamente del 5%, pero la probabilidad de que dos puntos consecutivos, o dos de tres puntos consecutivos caigan fuera de los límites de aviso es muy baja. Por lo tanto, cuando esto ocurre, tenemos una indicación de que el procedimiento debería ser inspeccionado”36. Por otra parte se debe refutar que la función primaria de un Gráfico de Control es mostrar el comportamiento o las pautas de funcionamiento de un proceso37. Mediante el análisis de estas pautas de funcionamiento se puede identificar la existencia de causas de variación especiales (proceso fuera de control). Cuando esto ocurra, se dejará constancia escrita de la situación38. A continuación se comentan algunas de las pautas de comportamiento que informan sobre cambios en el proceso:

33

Ibíd. Ibíd. 35 W. Shewhart, The Economic Control of Quality of Manufactured Products, New York (1931) 36 http://argo.urv.es/quimio/general/grafics_de_control.pdf 37 http://www.fundibeq.org/opencms/export/sites/default/PWF/downloads/gallery/methodology/tools/graficos_de _control_por_atributos.pdf 38 Ibíd. 34

Un punto exterior a los límites de control (Punto Fuera de Control). Se presenta cuando uno de los puntos de la gráfica sale de los límites establecidos.39 Dos puntos consecutivos muy próximos al límite de control (Acercamiento a los Límites de Control). Se presenta cuando dos puntos de la gráfica salen de forma constante de los límites de la gráfica.40 Cinco puntos consecutivos por encima o por debajo de la línea central (Racha). Se presenta cuando 5 ó más puntos de la gráfica se mueven alrededor de la línea de la media establecida con pasos previamente mencionados. Se debe investigar las causas de variación pues la media de los cinco puntos indica una desviación del nivel de funcionamiento del proceso.41 Fuerte tendencia ascendente o descendente marcada por cinco puntos consecutivos (Tendencia). Se presenta cuando los puntos de la gráfica toman una tendencia al alta y a la baja alrededor de la línea Media42. Cambios bruscos de puntos próximos a un límite de control hacia el otro límite (Periodicidad). Se presenta cuando los puntos de la gráfica toman una tendencia de hacer zigzag de un límite de control a otro, mostrando una inestabilidad constante en el proceso, pero no demostrando que esté fuera de control43. Acercamiento constante a la línea Central o Media (Puntos Controlados). Con este se muestra una mayor estabilidad y control mayor en un proceso determinado, ya que la proximidad a la línea central identifica a un proceso como más estable y producto que los anterior (es el resultado esperado)44.

39

Ibíd. Ibíd. 41 Ibíd. 42 Ibíd. 43 Ibíd. 44 Ibíd. 40

1.7 ANÁLISIS DE PROCESOS USANDO GRÁFICAS DE CONTROL El objetivo del análisis del proceso definirse como la identificación de causas especificas asignables de la variación de una característica de calidad de un proceso. Después de encontrar esas causas asignables por medio del análisis del proceso, es necesario realizar una serie de acciones correctivas en relación con las causas asignables45.

45

Kume, Histoshi (1985), Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad.

2 CONCLUSIONES

A través de toda investigación se pueda dar cuenta de muchas cosas importantes a cerca de las Gráficas de Control y de su funcionamiento en el análisis de datos estadísticos en el control de la calidad. Los gráficos de control son herramientas estadísticas muy simples de construir y de utilizar, y muy útiles para controlar tendencias y la estabilidad de un proceso analítico. Sin embargo, también presentan algunos inconvenientes. Por ejemplo, los gráficos reflejan la estabilidad de un proceso analítico, pero esta estabilidad no implica necesariamente unos buenos parámetros de calidad del procedimiento analítico (por ejemplo, la variación del procedimiento analítico puede encontrarse bajo control estadístico, pero ser esta variación mayor que la aceptada por el cliente). En este caso estaríamos abordando el criterio de capacidad de un procedimiento analítico, concepto que será abordado en un futuro artículo de la serie.

ANEXOS